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比值法下基于不同选择策略的遗传算法换料优化比较分析

李湛 周旭华 丁铭 黄杰

李湛, 周旭华, 丁铭, 黄杰. 比值法下基于不同选择策略的遗传算法换料优化比较分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 23-29. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0023
引用本文: 李湛, 周旭华, 丁铭, 黄杰. 比值法下基于不同选择策略的遗传算法换料优化比较分析[J]. 核动力工程, 2021, 42(5): 23-29. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0023
Li Zhan, Zhou Xuhua, Ding Ming, Huang Jie. Comparative Analysis of Genetic Algorithms Based on Different Selection Strategies for Refueling Optimization in the Ratio Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 23-29. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0023
Citation: Li Zhan, Zhou Xuhua, Ding Ming, Huang Jie. Comparative Analysis of Genetic Algorithms Based on Different Selection Strategies for Refueling Optimization in the Ratio Method[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(5): 23-29. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0023

比值法下基于不同选择策略的遗传算法换料优化比较分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.05.0023
基金项目: 国家自然科学基金(11405036)
详细信息
    作者简介:

    李 湛(1997—),男,硕士研究生,现主要从事核反应堆换料优化算法的研究,E-mail: lz3225115@163.com

    通讯作者:

    丁 铭,E-mail: dingming@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TL329

Comparative Analysis of Genetic Algorithms Based on Different Selection Strategies for Refueling Optimization in the Ratio Method

  • 摘要: 遗传算法是一种应用于反应堆换料优化问题的经典算法,该算法的一个重要组成部分为选择策略。在目前的文献中,选择策略常直接选轮盘赌选择法或随机竞争选择法,缺乏对不同选择策略的比较与分析。为得到寻优能力最强的选择策略,本研究以钍基柱状高温气冷堆1/6堆芯为例,以比值法构造适应度函数,利用DRAGON程序进行堆芯物理计算,结合精英保留策略,对轮盘赌选择法、随机竞争选择法、均匀排序法、指数排序法和确定式选择法5种选择策略的寻优能力进行了比较分析。分析结果表明,在这5种选择策略中,指数排序法的寻优能力最强,是最适合求解换料优化问题的选择策略。

     

  • 图  1  钍基柱状高温气冷堆1/6堆芯示意图

    Figure  1.  Schematic Diagram of 1/6 Core of Thorium-Based Prismatic HTGR

    图  2  计算程序流程图

    Figure  2.  Flow Chart of Calculation Code

    图  3  不同c值指数排序选择适应度函数值收敛趋势

    Figure  3.  Convergence Trend of Fitness Function Values for Exponential Ranking Selection Corresponding to Different c Values

    图  4  不同遗传算法适应度函数值收敛趋势

    Figure  4.  Convergence Trend of Fitness Function Values of Different Algorithms

    图  5  轮盘赌选择法得到的最优燃料组件布置方式

    Figure  5.  Optimal Arrangement of Fuel Assemblies Obtained by Roulette Wheel Selection

    图  6  随机竞争选择法(随机遍历)得到的最优燃料组件布置方式

    Figure  6.  Optimal Arrangement of Fuel Assemblies Obtained by Stochastic Tournament Selection (Stochastic Ergodic)

    图  7  指数排序法(c=0.6)得到的最优燃料组件布置方式

    Figure  7.  Optimal Arrangement of Fuel Assemblies Obtained by Exponential Ranking Selection (c=0.6)

    表  1  不同c值指数排序适应度函数值

    Table  1.   Fitness Function Values for Exponential Ranking Selection Corresponding to Different c Values

    c 适应度函数值 c 适应度函数值
    0.1 0.726011 0.6 0.730443
    0.2 0.721447 0.7 0.721562
    0.3 0.721939 0.8 0.721453
    0.4 0.720984 0.9 0.723934
    0.5 0.722818
    下载: 导出CSV

    表  2  不同选择策略的适应度函数值

    Table  2.   Fitness Function Values for Different Selection Strategies     

    选择策略 适应度函数值
    轮盘赌选择法 0.723576
    随机竞争选择法(随机遍历) 0.717843
    随机竞争选择法(全遍历) 0.716831
    确定式选择 0.716290
    均匀排序 0.722588
    指数排序(c=0.6) 0.730443
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-11-11
  • 修回日期:  2021-06-21
  • 刊出日期:  2021-09-30

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